山地烟草苗期地膜回收机的研制及试验

发布时间：2022-12-08 05:58

　　本文分析了地膜回收机的研究现状,针对苗期烟草地膜回收机出现的回收率低、漏膜、回收地膜不完整性等问题,提出了一种烟草苗期地膜回收机的设计思路。文章通过对整机传动与揭膜作业关键部件计算与设计,对割膜刀、地膜铲和机架等关键部件进行运动学分析和有限元优化分析,确定了样机方案,通过系统的开展样机田间试验,获得了烟草苗期地膜回收机最佳作业参数。本论文主要从以下几个方面进行了研究:1.通过分析揭膜过程中的工况条件,利用Matlab及Ansys瞬态动力学对挑膜过程进行仿真分析,确定最佳的运动轨迹曲线,同时利用运动学原理对回收机的主要工作部件—挑膜齿进行运动学分析,建立挑膜齿在运动过程中的动力学模型,分析挑膜齿在安装角度为30°、60°、100°时地膜的运动轨迹,优化挑膜齿的排列方式。2.基于Solidworks软件建立机架的三维模型并联立Ansys进行静应力及模态求解,得到机架前六阶的固有频率及振型变化云图,结合外界的激励频率分析和机架结构的S-N曲线、疲劳敏感曲线,计算机架的疲劳寿命,发现加减振片后最大的应力值为140.36MPa,最小应力值为3.74MPa,计算得到机架的疲劳寿为1.1314×10... 

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 地膜回收机的国内外研究现状
        1.3.1 地膜回收机的国内研究现状
        1.3.2 地膜回收机的国外研究现状
    1.4 研究内容、方法与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 技术路线
    1.5 本章小结
第2章 山地烟草苗期地膜回收机及其关键部件设计
    2.1 地膜回收机类型的确定
    2.2 总体方案设计
        2.2.1 烟草揭膜的农艺指标
        2.2.2 技术指标
        2.2.3 总体设计方案
        2.2.4 揭膜工作原理
    2.3 工作参数的设计
    2.4 地膜回收机部件结构设计
        2.4.1 皮带导轨梳齿式地膜回收机构的参数设计
        2.4.2 送膜及收膜机构设计
        2.4.3 护苗机构设计
    2.5 挑膜齿设计动态分析
        2.5.1 挑膜瞬态过程理论分析
        2.5.2 挑膜过程简化模型
        2.5.3 挑膜过程挑膜齿有限元算列
        2.5.4 结果分析
    2.6 传动方案设计与功率匹配
        2.6.1 传动方案设计
        2.6.2 功率匹配
    2.7 本章小结
第3章 地膜回收机关键部件结构优化与分析
    3.1 机架有限元静应力及模态分析
        3.1.1 零件建模与装配
        3.1.2 有限元模态分析理论
        3.1.3 创建机架有限元模型
        3.1.4 机架的约束及加载
    3.2 机架结构优化
        3.2.1 建立机架结构拓扑优化模型
        3.2.2 拓扑优化结果与分析
        3.2.3 机架结构多目标优化设计
        3.2.4 多目标优化结果与分析
    3.3 机架的振动疲劳分析
        3.3.1 机架振动疲劳分析
        3.3.2 外界激励频率
        3.3.3 恒定载荷机架疲劳寿命分析
        3.3.4 随机载荷机架的疲劳寿命分析
    3.4 潜土割膜刀力学特性及优化分析
        3.4.1 割膜刀的运动分析
        3.4.2 潜土割膜刀功耗数学模型
        3.4.3 割膜刀优化数学理论模型
        3.4.4 有限元优化模型及优化结果
    3.5 地膜铲工作过程离散元仿真
        3.5.1 三维模型的建立
        3.5.2 EDEM仿真分析
        3.5.3 结果与分析
    3.6 本章小结
第4章 样机与试验
    4.1 样机加工
    4.2 试验场地与试验仪器
    4.3 试验结果分析
        4.3.1 试验条件
        4.3.2 单因素试验结果
        4.3.3 多因素试验结果
    4.4 试验讨论
    4.5 基于Design-Expert的最优组合验证
        4.5.1 确定设计方案
        4.5.2 结果与分析
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
    附录A 在学期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]自走式山地割膜耙膜卷膜一体机的设计与试验[J]. 张大斌,刘祖国,余朝静,卢泽,曹阳.  农机化研究. 2018(07)
[2]自走式青贮打捆缠膜一体机的设计与试验[J]. 张将,刁培松,刁怀龙,杨壮.  农机化研究. 2017(12)
[3]骑跨式机架的随机振动疲劳分析[J]. 李琳琳,王丽红,坎杂,付威,李成松.  农机化研究. 2017(10)
[4]谷物联合收割机脱粒机机架有限元分析及优化[J]. 臧世宇,吴崇友,伍扬华.  江苏农业科学. 2016(12)
[5]基于灵敏度分析的船式拖拉机机架结构优化设计[J]. 周明刚,张露,陈源,刘明勇,黄云朋.  农业工程学报. 2016(12)
[6]冬季覆盖地膜的拉伸试验及有限元仿真分析[J]. 杨业龙,叶云霞,谢建华,曹晓冉,孙超伟.  农机化研究. 2016(06)
[7]旋耕机刀片的耐磨性研究[J]. 周光永,莫亚武,陈文凯.  农机化研究. 2015(12)
[8]基于ANSYS Workbench的深松机机架模态分析[J]. 刘选伟,金亮,王景立.  农机化研究. 2015(05)
[9]核桃采摘机中偏心块结构设计与优化[J]. 郑甲红,刘梦飞,高警.  中国农机化学报. 2014(04)
[10]我国地膜覆盖和残留污染特点与防控技术[J]. 严昌荣,刘恩科,舒帆,刘勤,刘爽,何文清.  农业资源与环境学报. 2014(02)

硕士论文
[1]烟田苗期地膜回收机的研制[D]. 崔方方.山东农业大学 2010
[2]气吹式春播前残地膜回收机理论分析及试验研究[D]. 司明理.新疆农业大学 2007



本文编号：3713693